KR20200040783A - Press pin for electrical contact assembly - Google Patents
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Abstract
본 발명은 탄성 압입 영역(12) 및 전기 전도성 코팅(14)을 갖는 전기 접촉 조립체(1)용 압입 핀(10)에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상응하는 접촉 조립체(1), 및 압입 핀(10)과 금속화된 비아(7)를 결합하는 방법에 관한 것이다. 코팅(14)은 압입 핀(10)에 제공된 반응성 다층, 및 상기 반응성 다층에 제공된 제 1 접촉 층을 포함한다.The present invention relates to an indentation pin (10) for an electrical contact assembly (1) having an elastic indentation area (12) and an electrically conductive coating (14). The invention also relates to a corresponding contact assembly 1 and a method of joining the press-fit pin 10 and the metalized via 7. The coating 14 includes a reactive multilayer provided on the press pin 10 and a first contact layer provided on the reactive multilayer.
Description
본 발명은 독립 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 전기 접촉 조립체용 압입 핀에 관한 것이다. 본 발명의 대상은 또한 상기 압입 핀을 구비한 전기 접촉 조립체, 및 압입 핀과 금속화된 비아를 결합하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a press pin for an electrical contact assembly according to the preamble of the independent claim 1. The subject of the present invention also relates to an electrical contact assembly with the press pin and a method of combining the press pin with metalized vias.
다수의 상이한 코팅 변형 예를 갖는 인쇄 회로 기판 압입 핀은 종래 기술에 공지되어 있다. 이 경우, 주석 기반 코팅 변형 예와 주석 없는 코팅 변형 예가 구별된다. 이러한 다양한 층 시스템은 압입 핀과 금속화된 비아 사이의 전기 기계 연결부의 예상되는 부하에 따라 사용된다. 압입 핀과 비아 사이의 기계적 연결은 압력 끼워맞춤, 형상 끼워맞춤 및 재료 결합을 기반으로 한다. 압력 끼워맞춤은 탄성 압입 핀의 스프링 특성, 따라서 그 스프링 기하학적 구조, 압입 핀의 폭에 대한 비아 직경의 비율, 압입 핀의 기본 재료의 기계적 특성(탄성 계수, 청동의 텍스처) 및 인쇄 회로 기판 기본 재료의 기계적 특성(주로 압축 강도)에 의해 결정된다. 형상 끼워맞춤은 압입 핀과 금속화된 비아 사이에서 직접 접촉되는 접촉면의 기하학적 구조 및 그것의 토포그래픽 특성(예컨대, 거칠기)에 의해 결정된다. 재료 결합은 압입 핀의 표면과 금속화된 비아 사이의 확산 브리지의 형성에 의해서만 이루어진다. 이를 위해, 적어도 일 측면에 주석 기반 표면들이 필요하다. 압입 핀을 접을 때 발생하는 금속화된 비아 내의 압축 응력, 및 금속화된 비아의 구리를 향한 또는 금속간 구리-주석 표면을 향한 압입 핀 상의 주석의 상응하는 확산 구배에 의해, 2 개의 표면들이 서로 확산된다. 매우 짧은 시간 후에 소위 기밀한 연결이 형성된다. 이러한 재료 결합 방식 연결은 전기 기계 연결부에 더 큰 내하중을 제공하고, 압력 끼워맞춤 기반 압입 연결 및 형상 끼워맞춤 기반 압입 연결만이 요구 사항에 충분하지 않은 경우 사용된다. 일반적인 주석 기반 표면 시스템들은 압입 핀과 금속화된 비아 사이의 압력 끼워맞춤, 형상 끼워맞춤 및 재료 결합을 기반으로 한다. 니켈로 이루어진 하부층을 갖는 주석-납 기반 코팅(예컨대, SnPb5)은 널리 보급되어 있지만 납 함량으로 인해 점점 더 밀려나고 있다. 니켈로 이루어진 하부층을 가진 가장 순수한 주석으로 이루어진 얇은 코팅도 보급되어 있다. 새로운 표면 시스템은 주석과 은을 조합한다. 상기 주석-은 층 또는 은-주석 층은 니켈로 이루어진 하부층 상에 제공된다.Printed circuit board press pins with many different coating variations are known in the prior art. In this case, a tin-based coating variant and a tin-free coating variant are distinguished. These various layer systems are used depending on the expected load of the electromechanical connection between the press pin and the metalized via. The mechanical connection between the indentation pin and the via is based on pressure fitting, shape fitting and material bonding. The pressure fit is the spring characteristic of the elastic indentation pin, and thus its spring geometry, the ratio of the via diameter to the width of the indentation pin, the mechanical properties of the base material of the indentation pin (elastic modulus, texture of bronze) and the printed circuit board base material It is determined by the mechanical properties (mainly compressive strength) of. The shape fit is determined by the geometry of the contact surface directly contacted between the press-fit pin and the metalized via and its topographical properties (eg roughness). Material bonding is achieved only by the formation of a diffusion bridge between the surface of the press pin and the metalized via. To do this, at least one side needs tin-based surfaces. Due to the compressive stress in the metallized vias that occurs when folding the indentation pin, and the corresponding diffusion gradient of tin on the indentation pin towards the copper of the metallized via or towards the intermetallic copper-tin surface, the two surfaces are Spread. After a very short time, a so-called hermetic connection is established. This material-coupled connection provides greater load resistance to the electromechanical connection, and is used where only a pressure fit-based press fit connection and a shape fit based press fit connection are not sufficient for the requirements. Typical tin-based surface systems are based on pressure fit, shape fit and material bonding between the press pin and the metalized via. Tin-lead based coatings (eg SnPb5) with a lower layer of nickel are widely available, but are increasingly pushed out due to the lead content. A thin coating of purest tin with a lower layer of nickel is also available. The new surface system combines tin and silver. The tin-silver layer or silver-tin layer is provided on a lower layer of nickel.
주석 없는 표면 시스템은 일반적으로 압입 핀과 금속화된 비아 사이의 압력 끼워맞춤 및 형상 끼워맞춤에만 기반한다. 순수한 니켈 표면은 매트(matt) 니켈 층으로서 또는 샌드위치 층 구조로서 매우 널리 보급되어 있다. 니켈 샌드위치 층 구조에서, 광택 니켈 층이 매트 니켈 층 위에 증착된다. 니켈 표면들은 종종 마찰 감소 층, 소위 윤활유로, 예컨대 티올 기반으로 또는 퍼플루오로폴리에테르에 의해 코팅된다. 다른 알려진 주석 없는 표면 시스템은 인듐을 기반으로 한다.Tin-free surface systems are generally only based on pressure fit and shape fit between the press pin and the metalized via. Pure nickel surfaces are very popular as matt nickel layers or as sandwich layer structures. In the nickel sandwich layer structure, a shiny nickel layer is deposited over the matt nickel layer. Nickel surfaces are often coated with a friction reducing layer, so-called lubricating oil, such as on a thiol basis or by perfluoropolyether. Another known tin-free surface system is based on indium.
종래 기술에 기술된 압입 핀의 표면은 때때로 매우 결정적인 단점을 갖는다. 높은 기계적 응력으로 인해 주석 기반 표면은 위스커(whisker)를 성장시키는 경향이 강하며, 특히 순수한 주석 표면이 이것에 관련된다. 그러나 주석-납 층, 주석-은 층 또는 인듐 기반 표면은 위스커를 형성한다. 다른 금속의 첨가로 인해, 훨씬 더 적은 위스커가 형성된다. 이 주석 위스커는 단락을 일으킬 수 있다. 오늘날의 압입 기술의 또 다른 단점은 역학 자체이다. 전기 기계 연결부의 높은 강도를 달성하기 위해, 핀들은 상응하게 높은 압축 응력을 인쇄 회로 기판 내로 도입해야 한다. 이로 인해 구리 층의 과도한 변형, 제트 효과, 슬리브 균열 및 전기 전도성 입자 생성(마모)과 같은 일반적인 압입 기술 에러가 발생한다. 이러한 모든 유형의 에러는 특히 DIN-EN 60352-5에도 설명되어 있다.The surface of the press pins described in the prior art sometimes has a very decisive disadvantage. Due to the high mechanical stress, tin-based surfaces tend to grow whiskers, especially pure tin surfaces. However, a tin-lead layer, a tin-silver layer or an indium-based surface forms a whisker. Due to the addition of other metals, much less whiskers are formed. This tin whisker can cause a short circuit. Another disadvantage of today's indentation technology is the mechanics itself. To achieve high strength of the electromechanical connection, the pins must introduce a correspondingly high compressive stress into the printed circuit board. This results in common indentation technology errors such as excessive deformation of the copper layer, jet effects, cracking of the sleeves and the creation of electrically conductive particles (wear). All these types of errors are also described in particular in DIN-EN 60352-5.
요약하면, 압입 핀과 PTH 사이의 기계적으로 높은 내하중 연결부의 경우, 높은 에러 확률을 가진 인쇄 회로 기판 내로의 높은 압축 응력 및/또는 위스커 위험을 가진 주석 기반 핀 표면이 필요하다.In summary, for mechanically high load-bearing connections between the press-fit pin and the PTH, a tin-based pin surface with high compressive stress and / or whisker risk into the printed circuit board with high error probability is required.
DE 103 49 584 B4는 압입 핀과 전기 전도성 소켓 사이의 전기 전도성 연결을위한 압입 핀을 개시하고 있다. 압입 핀 및 소켓은 압입 핀과 소켓 사이의 접촉면이 압입 과정 동안 소성 변형에 의해 형성되도록 설계된다. 압입 핀 및/또는 소켓 상의 접촉면은 외부 층에 의해 형성되고, 상기 외부 층은 확산 차단층 상에 제공되며 0.1 내지 0.8㎛, 바람직하게는 0.6㎛ 이하의 두께를 갖는다. 외부층은 예를 들어 은, 은 합금, 금, 금 합금, 주석 또는 주석 합금으로 형성된다.DE 103 49 584 B4 discloses a press pin for an electrically conductive connection between a press pin and an electrically conductive socket. The indentation pin and socket are designed such that the contact surface between the indentation pin and the socket is formed by plastic deformation during the indentation process. The contact surface on the indentation pin and / or socket is formed by an outer layer, the outer layer being provided on the diffusion barrier layer and having a thickness of 0.1 to 0.8 mu m, preferably 0.6 mu m or less. The outer layer is formed of, for example, silver, silver alloy, gold, gold alloy, tin or tin alloy.
본 발명의 과제는 매우 낮은 압축 응력을 가진, 압입 핀과 금속화된 비아 사이의 높은 내하중 연결부 및 주석 없는 표면이 형성되는 압입 핀을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a press pin with a very low compressive stress, a high load-bearing connection between the press pin and a metalized via, and a tin-free surface.
독립 청구항 제 1 항의 특징들을 갖는 전기 접촉 조립체용 압입 핀은 매우 낮은 압축 응력을 가진, 압입 핀과 금속화된 비아 사이의 높은 내하중 연결부 및 주석 없는 표면이 형성될 수 있다는 장점을 갖는다. 본 발명에 따른 압입 핀의 실시 예들은 표면으로서 반응성 다층 시스템을 갖는 임의의 디자인을 가질 수 있고, 상응하는 결합 방법에 의해 인쇄 회로 기판 내의 금속화된 비아에 연결될 수 있다.The indentation pin for an electrical contact assembly having the features of the independent claim 1 has the advantage that a very low compressive stress, high load-bearing connection between the indentation pin and the metalized via and a tin-free surface can be formed. Embodiments of the press pin according to the present invention can have any design with a reactive multilayer system as a surface, and can be connected to metalized vias in a printed circuit board by a corresponding bonding method.
본 발명의 실시 예들은 종래 기술에 공지된 압입 핀의 전술한 모든 단점을 갖지 않는, 즉 주석 위스커 형성 없는 그리고 결합 공정 동안 인쇄 회로 기판 또는 금속화된 비아 내로의 과도한 압력 응력 도입으로 인한 기계적 손상 없는, 압입 핀의 신규한 주석 없는 코팅에 기초하여 압입 핀과 금속화된 비아 사이의 재료 결합 기반의, 기계적으로 높은 내하중의 연결을 기술한다.Embodiments of the present invention do not have all of the aforementioned disadvantages of the press pins known in the prior art, i.e. without tin whisker formation and without mechanical damage due to excessive pressure stress introduction into the printed circuit board or metallized vias during the bonding process. Based on the novel tin-free coating of the press-fit pin, it describes a mechanically high load-bearing connection based on a material bond between the press-fit pin and the metalized via.
본 발명의 실시 예들은 탄성 압입 영역 및 전기 전도성 코팅을 갖는 전기 접촉 조립체용 압입 핀을 제공한다. 이 경우, 코팅은 압입 핀에 제공된 반응성 다층 및 상기 반응성 다층에 제공된 제 1 접촉 층을 포함한다. 이는 종래 기술에서 설명된 압입 핀의 표면이 반응성 다층 및 예를 들어 구리로 이루어진 제 1 접촉 층으로 대체됨을 의미한다.Embodiments of the present invention provide an indentation pin for an electrical contact assembly having an elastic indentation region and an electrically conductive coating. In this case, the coating comprises a reactive multilayer provided on the indentation pin and a first contact layer provided on the reactive multilayer. This means that the surface of the press pin described in the prior art is replaced by a reactive multilayer and a first contact layer made of, for example, copper.
또한, 탄성 압입 영역 및 전기 전도성 코팅을 갖는 이러한 압입 핀과, 인쇄 회로 기판의 구멍 내로 도입되어 상기 탄성 압입 영역 및 상기 전기 전도성 코팅용 접촉면을 형성하는 금속화된 비아를 포함하는 전기 접촉 조립체가 제안된다. 압입 핀은 금속화된 비아 내로 삽입된다. 압입 핀의 제 1 접촉 층과 금속화된 비아의 제 2 접촉 층 사이에는 재료 결합 방식 연결부가 형성되고, 상기 연결부는 활성화된 반응성 다층의 발열 반응으로 인해 형성된다.In addition, an electrical contact assembly comprising such an indentation pin having an elastic indentation area and an electrically conductive coating, and a metalized via introduced into a hole in the printed circuit board to form the elastic indentation area and the contact surface for the electrically conductive coating. do. The press pin is inserted into the metalized via. Between the first contact layer of the indentation pin and the second contact layer of the metalized via, a material bonding type connection is formed, which is formed due to the exothermic reaction of the activated reactive multilayer.
또한, 인쇄 회로 기판의 구멍 내로 도입되는 금속화된 비아와 압입 핀을 결합하는 방법이 제안된다. 압입 핀은 소정 깊이에 도달할 때까지 금속화된 비아 내로 삽입된다. 그리고 나서, 압입 핀의 코팅의 반응성 다층은 반응성 다층의 발열 반응을 일으키는 에너지 펄스에 의해 활성화된다. 발열 반응에 의해 생성된 열은 압입 핀의 인접한 제 1 접촉 층과 금속화된 비아의 제 2 접촉 층을 용융시켜 이들을 서로 용접하며 재료 결합 방식 연결을 형성한다. 이를 통해, 높은 압축 응력 없이 그리고 기계적 응력 없이 그리고 주석 위스커 형성 위험 없이, 압입 핀과 금속화된 비아 사이의 높은 내하중 연결이 형성될 수 있다. 매우 짧은 열 도입에 의해, 바람직하게는 금속 구조의 큰 변화가 나타나지 않는다. 후속 발열 반응은 압입 핀이 금속화된 비아 내로 "압입"될 때 결합력을 상당히 감소시킬 수 있다. 따라서 압입 핀을 금속화된 비아 내로 삽입하는 것으로 충분하다. 이로 인해, 금속화된 비아 내로 그리고 인쇄 회로 기판 내로의 압축 응력이 필요한 최소치로 감소하며, 인쇄 회로 기판 압입 기술의 알려진 모든 에러가 바람직한 방식으로 확실하게 피해질 수 있다. 결합력을 크게 줄이면, 압입 핀을 리드 프레임에 연결할 때 설계 자유도가 더 높아진다. 이를 위해, 압입 핀을 인쇄 회로 기판의 금속화된 비아 내로 가압하는 것에 추가해서, 반응성 다층을 점화하기 위한 후속 공정이 수행될 수 있다.In addition, a method is proposed for joining a press pin with a metallized via introduced into a hole in a printed circuit board. The press pin is inserted into the metalized vias until a certain depth is reached. Then, the reactive multi-layer of the coating of the press-in pin is activated by an energy pulse that causes an exothermic reaction of the reactive multi-layer. The heat generated by the exothermic reaction melts the adjacent first contact layer of the indentation pin and the second contact layer of the metallized vias, welding them together and forming a material bond type connection. This allows a high load-bearing connection between the indentation pin and the metalized via to be formed without high compressive stress and without mechanical stress and without the risk of tin whisker formation. With very short heat introduction, preferably, no large change in the metal structure is exhibited. Subsequent exothermic reactions can significantly reduce the binding force when the indentation pin is “indented” into the metalized via. Therefore, it is sufficient to insert the press pin into the metalized via. This reduces the compressive stress into the metalized vias and into the printed circuit board to the minimum required, and any known errors in the printed circuit board press-in technology can be reliably avoided in a desirable manner. Significantly reducing the bonding force increases the design freedom when connecting the press pins to the lead frame. To this end, in addition to pressing the indentation pin into the metallized via of the printed circuit board, a subsequent process to ignite the reactive multilayer can be performed.
종속 청구항들에 제시된 조치 및 개선에 의해, 독립 청구항 제 1 항에 제시된 전기 접촉 조립체용 압입 핀의 바람직한 개선, 독립 청구항 제 6 항에 제시된, 상기 압입 핀을 구비한 전기 접촉 조립체의 바람직한 개선, 및 독립 청구항 제 9 항에 제시된 상기 압입 핀과 금속화된 비아를 결합하는 방법의 바람직한 개선이 가능하다.By the measures and improvements presented in the dependent claims, a preferred improvement of the press-fit pin for the electrical contact assembly set forth in the independent claim 1, the preferred improvement of the electrical contact assembly with the press-fit pin set forth in the independent claim 6, and A desirable improvement of the method of combining the press-fit pin and the metallized via presented in the independent claim 9 is possible.
반응성 다층이 탄성 압입 영역의 유효 압입 길이에 제공될 수 있는 것이 특히 바람직하다. 반응성 다층은 예를 들어, 적절한 페이즈(phase)로 압입 핀 상에 교대로 증착되는 적어도 2 개의 상이한 금속 재료로 구성될 수 있다. 압입 핀은 유효 압입 길이의 범위에서 반응성 다층으로 선택적으로 코팅될 수 있다. 2 개의 상이한 금속 재료는 적절한 활성화시 단시간의 발열 반응을 겪을 수 있다. 압입 핀이 매우 많은 부품 수로 처리되기 때문에, 2-6㎛/h의 증착률을 가진 상기 문헌에 설명된 일반적인 스퍼터링 공정이 적용될 수 없다. 압입 핀들은 일반적으로 릴-투-릴(reel-to-reel) 펀칭 스트립으로 제조되며 스트립 전기 도금 시스템에서 수성 전해질에 의해 전기 화학적으로 코팅된다. 이 코팅은 대부분 선택적으로 이루어지는데, 그 이유는 압입 핀이 종종 고객 인터페이스의 접촉 핀 또는 플러그 핀을 형성하는 나머지 리드 프레임과는 다른 표면을 필요로 하기 때문이다. 모든 금속이 수성 전해질로부터 증착될 수 없지만(예를 들어 알루미늄) 반응성 다층 시스템은 종종 알루미늄을 기반으로 하기 때문에, 반응성 다층은 높아진 온도에서 톨루엔과 같은 비양자성 용액으로 이루어진 특수 전해질에 의해 증착될 수 있다. 이를 위해 바람직하게는 완전히 폐쇄된 코팅 시스템이 사용될 수 있는데, 그 이유는 증착이 불활성 가스 분위기 하에서 이루어지기 때문이다.It is particularly preferred that a reactive multilayer can be provided for the effective indentation length of the elastic indentation region. The reactive multilayer can be composed of, for example, at least two different metallic materials that are alternately deposited onto the indentation pin in an appropriate phase. The indentation pin can be selectively coated with a reactive multilayer in the range of effective indentation lengths. Two different metallic materials can undergo a short exothermic reaction upon proper activation. Because the press pin is processed with a very large number of parts, the general sputtering process described in the above document with a deposition rate of 2-6 μm / h cannot be applied. The press pins are generally made of reel-to-reel punching strips and electrochemically coated with an aqueous electrolyte in a strip electroplating system. This coating is mostly optional because the indentation pins often require a different surface than the rest of the lead frame forming the contact pins or plug pins of the customer interface. Although not all metals can be deposited from aqueous electrolytes (eg aluminum), reactive multilayer systems are often based on aluminum, so reactive multilayers can be deposited by special electrolytes made of aprotic solutions such as toluene at elevated temperatures. . For this purpose, preferably a completely closed coating system can be used, since the deposition takes place under an inert gas atmosphere.
압입 핀의 바람직한 실시 예에서, 반응성 다층은 제 1 금속 재료로서 알루미늄을 그리고 제 2 금속 재료로서 니켈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 구리가 제 1 접촉 층으로서 제공될 수 있다.In a preferred embodiment of the press pin, the reactive multilayer may include aluminum as the first metal material and nickel as the second metal material. For example, copper can be provided as the first contact layer.
전기 접촉 조립체의 바람직한 실시 예에서, 압입 핀의 탄성 압입 영역의 치수 및 스프링 특성은 탄성 압입 영역이 25N/㎟ 미만의 횡력을 금속화된 비아로 발생시키도록, 금속화된 비아의 치수에 매칭될 수 있다. 금속화된 비아의 제 2 접촉 층은 예를 들어 구리를 포함할 수 있다.In a preferred embodiment of the electrical contact assembly, the dimensions and spring properties of the elastic indentation region of the indentation pin are matched to the dimensions of the metallized vias such that the elastic indentation region generates a lateral force of less than 25 N / mm2 into the metallized vias. You can. The second contact layer of the metallized via can include, for example, copper.
압입 핀은 바람직하게는 오늘날의 펀칭 공정과 동일하게 제조될 수 있다. 새로운 점은 압입 핀의 폭 또는 그 스프링 특성과 관련하여 금속화된 비아의 치수가 설계된다는 것이다. 종래의 압입 기술에서 압입 핀과 금속화된 비아 사이의 매우 높은 기계적 응력(일반적으로 >> 150MPa(150N/㎟))이 필요하지만, 반응성 다층을 가진 본 발명에 따른 압입 핀과 금속화된 비아를 결합하는 본 발명에 따른 방법을 실시하기 위한 인쇄 회로 기판의 금속화된 비아는 압입 핀이 낮은 기계적 응력(< 20N/㎟(20MPa))만을 금속화된 비아 내로 도입시키도록 치수 설계될 수 있다. 따라서, 압입 핀과 금속화된 비아를 결합할 때 종래 기술에서 설명된 모든 단점(변형, 제트 효과, 균열, 칩 등)이 더 이상 존재하지 않는다. 압입 핀을 인쇄 회로 기판의 상응하는 금속화된 비아 내로 비교적 용이하게 가압한 후, 반응성 다층들은 발열 반응되어야 한다. 이를 위해 "점화 펄스"가 필요하다. 이것은 예를 들어 전기 펄스로서 또는 레이저에 의해 레이저 펄스로서 생성될 수 있다. 압입 과정 후 압입 핀의 팁이 인쇄 회로 기판으로부터 돌출되기 때문에, 핀 팁에 대한 의도된 레이저 펄스를 통해 발열 화학 반응이 간단히 시작될 수 있다. 대안으로서, 스타일러스를 통해 압입 핀의 팁 내로 도입되는 전기 펄스에 의해, 발열 화학 반응이 시작될 수 있다. 이로 인해, 열 형태로 에너지가 방출되어 "점화 점" 옆의 근접 영역을 활성화시킨다. 압입 핀의 전체 반응성 다층을 통해 열파가 생성된다. 발열 열은 직접 접촉하는 다른 금속을 용융시키기에 충분하다. 결과적으로, 인쇄 회로 기판 내로 온도가 크게 도입되지 않으면서, 금속화된 비아가 압입 핀에 용접되는데, 그 이유는 반응이 매우 빠르게 이루어지기 때문이다. 이로 인해, 압입 핀과 금속화된 비아 사이에 큰 내하중의, 소위 기밀한 연결이 형성된다. 인쇄 회로 기판 보어의 금속화된 비아는 일반적으로 구리를 기반으로 하기 때문에, 반응성 다층 상부에서 압입 핀의 얇은 구리 도금이 제공될 것이다. 제 1 접촉 층으로서의 이 얇은 구리 층은 금속화된 비아의 제 2 접촉 층으로서의 구리 층에 용합된다. 구리의 융점은 1085℃이다. 교번하는 니켈-알루미늄 층을 기반으로 하는 반응성 다층은 단열 반응 온도가 1639℃로 상당히 높다. 구리 층들은 새로운 상태에서 얇은 유기 코팅으로 부동태화될 수 있고 산화로부터 보호될 수 있다. 두 패시베이션은 고온에서 증발하며 압입 핀과 금속화된 비아 사이의 구리 융합을 방해하지 않는다. 금속화된 비아의 제 2 접촉 층의 유기 코팅으로의 변경에 의해 오늘날 일반적인 화학 주석 도금이 생략될 수 있기 때문에, 인쇄 회로 기판의 제조 비용이 감소한다.The press pins can preferably be made the same as today's punching processes. What is new is that the dimensions of the metalized vias are designed in relation to the width of the press pin or its spring properties. Conventional indentation techniques require very high mechanical stress (typically >> 150 MPa (150 N / mm 2)) between the indentation pin and the metalized via, but the indentation pin and metallized via according to the invention with reactive multilayers The metallized vias of the printed circuit board for practicing the method according to the present invention can be dimensioned to introduce only low mechanical stresses (<20 N / mm 2 (20 MPa)) into the metallized vias. Therefore, all the drawbacks described in the prior art (deformation, jet effect, cracking, chip, etc.) are no longer present when combining press-fit pins and metalized vias. After pressing the indentation pin relatively easily into the corresponding metallized via of the printed circuit board, the reactive multilayers must be exothermic. For this, a "ignition pulse" is required. It can be produced, for example, as an electric pulse or as a laser pulse by means of a laser. Since the tip of the indentation pin protrudes from the printed circuit board after the indentation process, an exothermic chemical reaction can be simply initiated through the intended laser pulse to the pin tip. Alternatively, an exothermic chemical reaction can be initiated by an electric pulse introduced through the stylus into the tip of the indentation pin. As a result, energy is released in the form of heat to activate the proximal region next to the “ignition point”. Heat waves are generated through the entire reactive multilayer of the press pins. Exothermic heat is sufficient to melt other metals in direct contact. As a result, metallized vias are welded to the indentation pins without a large temperature introduction into the printed circuit board because the reaction is very fast. This creates a large load-bearing, so-called hermetic connection between the press-fit pin and the metalized via. Since the metallized vias of the printed circuit board bore are generally copper based, a thin copper plating of indentation fins on top of the reactive multilayer will be provided. This thin copper layer as the first contact layer is fused to the copper layer as the second contact layer of the metalized via. The melting point of copper is 1085 ° C. Reactive multilayers based on alternating nickel-aluminum layers have a considerably high adiabatic reaction temperature of 1639 ° C. The copper layers can be passivated with a thin organic coating in a new state and protected from oxidation. Both passivations evaporate at high temperatures and do not interfere with copper fusion between the indentation pin and the metalized via. The manufacturing cost of printed circuit boards is reduced because the change to the organic coating of the second contact layer of the metallized vias can be omitted in today's common chemical tin plating.
본 발명의 실시 예가 도면에 도시되고 다음의 설명에서 더 상세하게 설명된다. 도면에서, 동일한 도면 부호는 동일하거나 유사한 기능을 수행하는 컴포넌트 또는 요소를 나타낸다.An embodiment of the invention is illustrated in the drawings and is explained in more detail in the following description. In the drawings, the same reference numbers denote components or elements that perform the same or similar functions.
도 1은 전기 접촉 조립체용 본 발명에 따른 압입 핀의 실시 예의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 2는 도 1의 부분 II의 확대도를 도시한다.
도 3은 도 1의 압입 핀을 갖는 본 발명에 따른 전기 접촉 조립체의 실시 예의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 4는 도 3의 절단선 IV-IV를 따른 단면도를 도시한다.
도 5는 압입 핀의 반응성 다층이 활성화되기 전에 도 4의 부분 V의 확대도를 도시한다.
도 6은 압입 핀의 반응성 다층이 활성화된 후에 도 4의 부분 VI의 확대도를 도시한다.1 shows a schematic cross-sectional view of an embodiment of a press pin according to the invention for an electrical contact assembly.
FIG. 2 shows an enlarged view of part II of FIG. 1.
FIG. 3 shows a schematic cross-sectional view of an embodiment of the electrical contact assembly according to the invention with the press pin of FIG. 1.
FIG. 4 shows a cross-sectional view along the cutting line IV-IV in FIG. 3.
FIG. 5 shows an enlarged view of part V of FIG. 4 before the reactive multilayer of the indentation pin is activated.
FIG. 6 shows an enlarged view of part VI of FIG. 4 after the reactive multilayer of the indentation pin is activated.
도 1 내지 도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 전기 접촉 조립체(1)용 본 발명에 따른 압입 핀(10)의 도시된 실시 예는 탄성 압입 영역(12) 및 전기 전도성 코팅(14)을 포함한다. 여기서, 코팅(14)은 압입 핀(10)에 제공된 반응성 다층(14.1), 및 상기 반응성 다층(14.1)에 제공된 제 1 접촉 층(14.2)을 포함한다.1 to 6, the illustrated embodiment of the
압입 핀(10)의 도시된 실시 예에서, 반응성 다층(14.1)은 탄성 압입 영역(12)의 유효 압입 길이에 제공된다. 도시된 실시 예에서, 반응성 다층(14.1)은 제 1 금속 재료로서 알루미늄 및 제 2 금속 재료로서 니켈을 포함한다. 니켈-알루미늄 층 스택으로서 형성된 반응성 다층(14.1)은 -59kJ/mol의 방출되는 결합 엔탈피를 가지며 1639 ℃의 단열 반응 온도를 생성한다. 물론, 반응성 다층(14.1)은 적절한 페이즈로 압입 핀(10) 상에 교대로 증착되는 적어도 2 개의 다른 금속 재료로 구성될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 압입 핀(10)의 제 1 접촉 층(14.2)은 구리로 이루어진다. 탄성 압입 영역(12)은 압입 핀의 팁(16)과 접촉 핀(18) 또는 플러그 핀 사이에 배치된다.In the illustrated embodiment of the
도 3 내지 도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 전기 접촉 조립체(1)의 도시된 실시 예는 탄성 압입 영역(12) 및 전기 전도성 코팅(14)을 갖는 압입 핀(10)과, 인쇄 회로 기판(3)의 구멍(5) 내로 도입되어 상기 탄성 압입 영역(12) 및 전기 전도성 코팅(14)용 접촉면(8)을 형성하는 금속화된 비아(7)를 포함한다. 압입 핀(10)은 금속화된 비아(7) 내로 삽입된다. 압입 핀(10)의 제 1 접촉 층(14.2)과 금속화된 비아(7)의 제 2 접촉 층(8.1) 사이에 재료 결합 방식 연결부(9)가 형성되고, 상기 연결부(9)는 활성화된 반응성 다층(14.1)의 발열 반응으로 인해 생성된다.3 to 6, the illustrated embodiment of the electrical contact assembly 1 according to the present invention includes an
도 3, 도 4 및 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 압입 핀(10)은 그 측면에서 금속화된 비아(7)에 접촉하고, 압입 핀(10)의 얇은 구리 도금은 제 1 접촉 층(14.2)으로서, 금속화된 비아(7)의 제 2 접촉 층(8.1)의 구리에 직접 접촉한다. 도 5에서, 반응성 다층(14.1)은 아직 반응하지 않는다. 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 종래의 압입과는 달리 작은 표면 압력만이 요구되기 때문에, 압입 핀(10)은 결합시 거의 변형되지 않는다. 따라서, 압입 핀(10)의 탄성 압입 영역(12)의 치수(폭) 및 스프링 특성은 탄성 압입 영역(12)이 25N/㎟ 미만의 횡력(Fq)을 금속화된 비아(7)로 발생시키도록, 금속화된 비아(7)의 치수(직경)에 매칭된다.As can be seen in FIGS. 3, 4 and 5, the
압입 핀(10)과 금속화된 비아(7)를 결합하는 방법을 실시하기 위해, 압입 핀(10)은 원하는 깊이에 도달할 때까지 금속화된 비아(7) 내로 밀려진다. 이어서, 압입 핀(10)의 코팅(14)의 반응성 다층(14.1)은 반응성 다층(14.1)의 발열 반응을 일으키는 에너지 펄스에 의해 활성화된다. 발열 반응에 의해 생성된 열은 압입 핀(10)의 인접한 제 1 접촉 층(14.2) 및 금속화된 비아(7)의 제 2 접촉 층(8.1)을 용융시키고, 제 1 접촉 층(14.2)을 제 2 접촉 층(8.1)에 용접하여 도 6에 나타나는 바와 같이, 재료 결합 방식 연결부(9)를 형성한다. 이는 에너지 펄스에 의해 반응성 다층(14.1)의 발열 반응이 시작됨을 의미한다. 압입 핀(10)과 금속화된 비아(7) 사이의 접촉면(8)에서, 서로 접하는 2 개의 구리 층, 즉 제 1 접촉 층(14.2) 및 제 2 접촉 층(8.1)이 용접되어 기밀한 재료 결합 방식 연결부(9)를 형성한다. 도시된 실시 예에서, 에너지 펄스는 레이저에 의해 레이저 펄스(ZI)로서 생성된다. 대안으로서, 에너지 펄스는 전기 펄스로서 생성되어 스타일러스를 통해 압입 핀(10)의 팁(16) 내로 도입된다.To implement a method of joining the
도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 레이저 펄스(ZI)는 금속화된 비아(7) 내로 삽입된 압입 핀(10)의 팁(16) 내로 의도적으로 도입되고, 상기 팁(16)은 금속화된 비아(7)로부터 돌출된다. 이로 인해, 열 형태의 에너지가 방출되어 "점화 점" 옆의 근접 영역을 활성화시킨다. 압입 핀(10), 및 압입 핀(10)의 코팅(14)의 전체 반응성 다층(14.1)을 통해 열파가 발생한다. 발열 열은 직접 접촉하는 다른 금속을 용융하기에 충분하다. 이로 인해, 반응이 매우 빠르게 이루어지기 때문에 인쇄 회로 기판(3) 내로 상당한 열 도입(10) 없이, 압입 핀(10)과 금속화된 비아(7)의 용접이 실현된다. 따라서, 압입 핀(10)과 금속화된 비아(7) 사이에 높은 내하중의, 소위 기밀한 연결부(9)가 형성된다.As can be seen in FIG. 3, a laser pulse ZI is intentionally introduced into the
압입 핀(10)은 매우 많은 부품 수로 처리되기 때문에, 본 발명에 따른 압입 핀의 실시 예는 릴-투-릴(reel-to-reel) 천공 스트립으로 제조된다. 이 경우, 압입 핀(10)의 접촉 핀(18)은 제 1 스트립 전기 도금 시스템에서 수성 전해질에 의해 선택적으로 전기 화학적으로 코팅된다. 압입 핀(10)의 탄성 영역(12) 상의 반응성 다층들(14.1)은 예를 들어 완전히 폐쇄된 제 2 코팅 시스템에서 고온에서 톨루엔과 같은 비양성자성 용액으로 이루어진 특수 전해질에 의해 증착되는데, 그 이유는 본 발명에 따른 압입 핀(10)의 반응성 다층(14.1)의 일부인 알루미늄이 수성 전해질로부터 증착될 수 없기 때문이다.Since the
1: 전기 접촉 조립체
3: 인쇄 회로 기판
5: 구멍
7: 금속화된 비아
8: 접촉면
10: 압입 핀
12: 탄성 압입 영역
14: 코팅
14.1: 반응성 다층
14.2: 제 1 접촉 층
16: 팁1: electrical contact assembly
3: Printed circuit board
5: hole
7: metallized vias
8: Contact surface
10: Press pin
12: elastic indentation area
14: coating
14.1: reactive multilayer
14.2: first contact layer
16: Tips
Claims (11)
상기 코팅(14)은 상기 압입 핀(10)에 제공된 반응성 다층(14.1) 및 상기 반응성 다층(14.1)에 제공된 제 1 접촉 층(14.2)을 포함하는 것을 특징으로 하는 압입 핀(10).In an indentation pin (10) for an electrical contact assembly (1) having an elastic indentation area (12) and an electrically conductive coating (14),
The coating (14) comprises a reactive multilayer (14.1) provided on the indentation pin (10) and a first contact layer (14.2) provided on the reactive multilayer (14.1).
상기 압입 핀(10)은 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따라 설계되고, 상기 재료 결합 방식 연결부(9)는 활성화된 반응성 다층(14.1)의 발열 반응으로 인해 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 접촉 조립체(1).An indentation pin 10 having an elastic indentation area 12 and an electrically conductive coating 14 and an elastic indentation area 12 and the electrically conductive coating 14 introduced into the hole 5 of the printed circuit board 3 ) As an electrical contact assembly (1) comprising a metalized via (7) forming a contact surface (8), wherein the press-in pin (10) is inserted into the metalized via (7), and the press-in pin ( In the electrical contact assembly (1), a material bonding method connection (9) is formed between the first contact layer (14.2) of 10) and the second contact layer (8.1) of the metalized via (7),
The indentation pin 10 is designed according to any one of claims 1 to 5, and the material coupling method connection part 9 is formed by the exothermic reaction of the activated reactive multilayer 14.1. Electrical contact assembly (1).
상기 압입 핀(10)의 코팅(14)의 반응성 다층(14.1)은 상기 반응성 다층(14.1)의 발열 반응을 일으키는 에너지 펄스에 의해 활성화되고, 상기 발열 반응에 의해 생성된 열은 상기 압입 핀(10)의 인접한 제 1 접촉 층(14.2) 및 상기 금속화된 비아(7)의 상기 제 2 접촉 층(8.1)을 용융시켜 서로 용접함으로써 재료 결합 방식 연결부(9)를 형성하는 것을 특징으로 하는 결합 방법.A method for combining a press-fit pin (10) designed according to any one of claims 1 to 5 and a metallized via (7) introduced into a hole (5) of a printed circuit board (3), wherein the press-fitting In the above bonding method, the pin 10 is inserted into the metalized via 7 until it reaches a predetermined depth,
The reactive multilayer 14.1 of the coating 14 of the press-fit pin 10 is activated by an energy pulse causing an exothermic reaction of the reactive multilayer 14.1, and the heat generated by the exothermic reaction is the press-fit pin 10 ). A joining method characterized in that the adjacent first contact layer (14.2) and the second contact layer (8.1) of the metallized via (7) are melted and welded together to form a material joining connection (9). .
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016083198A1 (en) * | 2014-11-27 | 2016-06-02 | Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG | Electrical contact element, press-in pin, bushing, and leadframe |
| KR101649094B1 (en) * | 2012-02-03 | 2016-08-19 | 제이엑스금속주식회사 | Press-fit terminal and electronic component utilizing same |
Family Cites Families (11)
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|---|---|---|---|---|
| US5497546A (en) * | 1992-09-21 | 1996-03-12 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Method for mounting lead terminals to circuit board |
| US7090112B2 (en) * | 2003-08-29 | 2006-08-15 | The Boeing Company | Method and sealant for joints |
| DE10349584B4 (en) | 2003-10-24 | 2005-06-09 | Tyco Electronics Amp Gmbh | Electrically conductive connection between a press-fit pin and a socket |
| EP2267187A4 (en) * | 2008-03-31 | 2014-01-01 | Furukawa Electric Co Ltd | Connecting component metal material and manufacturing method thereof |
| US9694441B2 (en) * | 2008-10-08 | 2017-07-04 | Airbus Operations Gmbh | Planar structure for joining at least two components |
| US20110031301A1 (en) * | 2009-08-06 | 2011-02-10 | Segletes David S | Joining of Electrical Generator Components |
| US9969022B2 (en) * | 2010-09-28 | 2018-05-15 | Applied Materials, Inc. | Vacuum process chamber component and methods of making |
| US8987052B2 (en) | 2013-01-31 | 2015-03-24 | Seagate Technology Llc | Attachment of microelectronic components |
| DE102014102717B4 (en) * | 2014-02-28 | 2022-10-06 | Endress+Hauser SE+Co. KG | Component arrangement with at least two components and method for producing a component arrangement |
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101649094B1 (en) * | 2012-02-03 | 2016-08-19 | 제이엑스금속주식회사 | Press-fit terminal and electronic component utilizing same |
| WO2016083198A1 (en) * | 2014-11-27 | 2016-06-02 | Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG | Electrical contact element, press-in pin, bushing, and leadframe |
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